Скиммеры считаются одним из самых необходимых изобретений для фанатов домашнего рифа. Скиммер (пенообразователь, флотатор) представляет собой неотъемлемую составляющую оборудования для морских систем, для выведения растворенных органических соединений и прочих отходов с помощью интенсивного смешивания (взбивания) с воздухом. Полученная пена с биологическими отходами собирается в чаше пенника, в отличие от фильтра грубой очистки, который задерживает не желательный мусор, и, вода продолжает протекать, омывая их, давая дополнительную биологическую нагрузку на аквариум. Принцип действия схож с природным процессом, подобно волнам, выбрасывающим на берег пену.
Назначение и принцип работы
Скиммер для морского аквариума выполняет следующие функции:
- Удаляет из воды скопления грязи и остатки органических образований.
- Снижает уровень белка и фосфатов.
- Замедляет размножение и развитие водорослей.
В приборе применяется система пузырьковой очистки. Она работает по принципу морского прибоя. В естественной среде вдоль береговой линии можно наблюдать грязную пену. Она образуется из-за прибоя, который взбивает воду. В пене содержатся органические соединения, другие загрязнения. Такой же принцип работы скиммера. Компрессор подает в корпус устройства пузырьки. Они абсорбируют грязь, фосфаты, белки. Таким образом происходит фильтрация водных потоков. Это для соленой морской воды. А в пресном водоеме он удаляет аммиак и нитраты.
Качество очистки воды зависит от пузырьков. Чем они меньше, тем чище будет вода. Собирая молекулы воды, прибор выводит их из емкости в виде жижицы с неприятным запахом.
Регулировка и настройка
Эффективность использования скиммеров в морском аквариуме во многом будет зависеть от того, насколько правильно подобрана мощность помпы и тип оборудования под объем и конкретное население биосистемы. Сегодня большинство производителей изготавливают различные модели скиммеров, которые предназначены для того или иного объёма аквариума, что существенно упрощает выбор.
В зависимости от особенностей эксплуатации флотатора его можно настроить на сухую или мокрую пену. При настройке на мокрую пену устройство будет работать с максимальной эффективностью, а аквариумисту придётся на регулярной основе вносить в воду дополнительные микроэлементы и живой планктон. При настройке работы на сухую пену скиммер может работать на половину своей мощности, выбивая из воды лишь белок и другие загрязнения.
Настройка работы устройства на сухую или мокрую пену может выполняться путем регулировки подачи помпой воздушной смеси. Большинство аппаратов позволяют уменьшать или увеличивать интенсивности подачи воздуха, соответственно имеется возможность тонкой настройки работы пеноотделителя, в зависимости от нагрузки на биосистему. Также настраивать скиммер можно изменением уровня пены в реакторе, для чего приподнимают или погружают глубже аппарат в сампе или аквариуме.
Обслуживание скиммеров не представляет особой сложности, при этом такая работа должна выполняться на регулярной основе. Аквариумисту необходимо будет раз в две недели опорожнять емкость пеносборника, выполнять чистку и замену распылителей. Частота такого обслуживания будет зависеть от интенсивности кормления кораллов и рыб, загруженности аквариума и наличия в нём другого оборудования. На регулярной основе выполняется чистка пеносборника, а раз в месяц пенник достаётся из сампа и полностью промывается.
Достоинства и недостатки
Каждый прибор имеет преимущества и недостатки. Касается это и пенника. При выборе устройства необходимо учитывать все характеристики.
К достоинствам относятся:
- снижение нагрузки на другие устройства, в том числе фильтры;
- активация процессов окисления и восстановления;
- обеспечение правильного уровня кислотности в воде.
Флотатор для аквариума имеет и ряд недостатков:
- работа прибора приводит к тому, что теряется биопланктон. Им питаются морские обитатели. Кроме того, они служат для поддержания биоравновесия в емкости;
- касается это и витаминов, минеральных веществ, аминокислот. Их уровень при работе пенника так же снижается;
- с пеной из воды выводится часть ПАВов. Это приводит к снижению эффективности лекарственных препаратов, необходимых для лечения рыб;
- применяя прибор, следует контролировать уровень соли в воде. Концентрация вещества в жидкости из-за фильтрации снижается.
Прежде чем приобретать скиммер, следует оценить все плюсы и минусы. Это поможет принять решение, необходим для аквариума именно скиммер или стоит купить фильтр с другим принципом работы.
Типы скиммеров
Стандартный прибор рассчитан на работу в искусственном водоеме, объем которого не превышает 300 литров. Для больших резервуаров следует приобрести несколько приборов или купить один мощный. Можно обратиться в специализированную фирму, которая обслуживает объемные морские резервуары. Они сами устанавливают необходимое оборудование.
Существует несколько видов скиммера.
- Прямоточный — простой и не очень эффективный скиммер. Использовать его можно в аквариумах небольшого объема и с маленьким количеством водных животных. Принцип работы заключается в том, что сжатый воздух попадает в воду, образуя в верхних ее слоях пену. Она попадает в сборник. Вода, пройдя очищение, через отверстие в насосе перемещается обратно в аквариум.
- Противоточный прибор более эффективен. Но и принцип работы у него сложнее. В пенник вода поступает не вдоль движения воздуха, а в противоположном направлении. Это позволяет создать более эффективный процесс сбивания. Да и длительность контакта с пузырьками увеличивается. Аппарат предназначен для искусственных водоемов среднего объема и с большим количеством жителей.
- С соплами Вентури. Относится к самым сложным приборам данного направления. Он не только работает эффективнее, но и срок службы у прибора гораздо больше. Его можно использовать в объемных аквариумах с большим количеством водных обитателей. Устройство с соплом Вентури работает за счет насоса, который прогоняет воду под высоким давлением. Прибор смешивает ее с кислородом и вспенивает. Если по какой-то причине пенник для аквариума не сможет прогонять водные потоки под нужным давлением, прибор прекратит свое функционирование.
На заметку! Профессионалы в области аквариумистики вместо воздуха применяют озон. Он не только очищает воду, но и способствует ее дезинфекции. Это происходит за счет угольного фильтра, через который проходит вода, прежде чем попасть обратно в емкость.
В замкнутой системе аквариума, в особенности такого густонаселенного, как коралловый риф или емкость с большим количеством крупных активных рыб, со временем накапливается большое количество органики. Источником ее являются продукты жизнедеятельности обитателей аквариума (экскременты, слизистые выделения кожных покровов и др.), не съеденные остатки кормов, отмирающие и разлагающиеся части растений, погибшие животные. В результате гниения органических остатков сложные азотсодержащие соединения подвергаются минерализации, одним из продуктов которой является аммиак. Он хорошо растворим и взаимодействует с водой с образованием ионов аммония. Аммиак – очень токсичное соединение, которое даже в очень небольших концентрациях в воде вызывает отравление животных, а вот ионы аммония относительно безвредны. Равновесие между ионами аммония и аммиаком в водных растворах очень неустойчивое и может смещаться в ту или другую сторону в зависимости от параметров среды. Поэтому в аквариумной практике под аммонием понимается вся сумма ионов аммония и свободного аммиака. Одним из главных факторов, влияющих на это соотношение, является pH раствора. С повышением значения pH концентрация ядовитого аммиака повышается в разы и соответственно токсичность продуктов жизнедеятельности в аквариумной воде быстро увеличивается. В пресноводных аквариумах, где pH обычно находится на уровне 6,5-7,5, с проблемой переработки и нейтрализации продуктов азотного обмена обычно справляются системы химической и биологической фильтрации. Морская же вода имеет стабильное значение pH 8,2-8,3, и поэтому аммиак составляет значительно большую долю образующегося в результате метаболизма аммония и часто приводит к отравлению животных в аквариуме. В этой ситуации гораздо эффективнее и безопаснее не подвергать высокомолекулярные соединения переработке в системе аквариума, а удалять их еще до того, как вода будет подвержена биологической или химической фильтрации.
Сбор органических веществ, называемый пенным фракционированием, или пузырьковой очисткой, происходит в пеноотделительной колонке, или скиммере (от англ. to skim – снимать верхний слой, skimmer – шумовка). В этом устройстве, представляющем собой цилиндр, заполненный водой, поднимаются мельчайшие пузырьки воздуха, часто с добавлением озона. Эти пузырьки увлекают за собой частички органических взвесей, высокомолекулярные химические соединения, в первую очередь, белки, и в виде пены выводят их за пределы аквариума в отдельные емкости – пеносборники.
Принцип действия пеноотделителей довольно прост. Молекулы многих органических и неорганических соединений имеют части, обладающие разным сродством к воде. Гидрофильная, несущая заряд, часть притягивает полярные молекулы воды, гидрофобная же, электронейтральная часть молекулы, обладает водоотталкивающими свойствами. В результате такого неоднозначного взаимодействие эти молекулы предпочитают располагаться на границе раздела двух сред. В нашем частном случае это будет поверхностная пленка между водой и газом. Гидрофильные части молекул будут погружены в воду, а гидрофобные – будут стремиться покинуть эту среду и выйти в зону газа. Вещества, ведущие себя подобным образом, называются поверхностно-активными. К их числу относятся белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, отдельные структурные элементы всех этих важнейших для живых организмов соединений, а также многие другие органические и неорганические вещества, в том числе и соли тяжелых металлов. В замкнутом объеме пеноотделителя образуются миллионы мельчайших пузырьков, таким образом, создается огромная поверхность контакта между водой и воздухом, к которой притягиваются поверхностно-активные вещества. Важную роль играет размер пузырьков. Это связано с тем, что площадь контакта газа с водой многократно возрастает при распылении более мелких пузырьков. Для сравнения можно привести следующие цифры. Общая площадь поверхности пузырьков диаметром 1 мм, получающихся из 1 л воздуха составляет 6 м2, а у пузырьков с диаметром 0,1 мм для того же исходного объема она окажется 60 м2, т.е. в 10 раз больше. Очевидно, что мелкие пузырьки при равных введенных объемах воздуха, во-первых, появляются в значительно большем количестве, а, во-вторых, обладают существенно лучшей контактной возможностью. Другим важным фактором является время пребывания пузырьков в толще воды, понятно, что, чем дольше они находятся во взвешенном состоянии, тем эффективнее идет сбор загрязняющих веществ. Можно с уверенностью сказать, что из всех существующих методов химической очистки именно пеноотделитель действительно удаляет из воды большую часть органических соединений до того, как они подвергнутся разложению.
Попутно с этим из воды удаляются твердые частицы детрита, бактерии и фитопланктон. Дело в том, что при движении пузырька в толще воды в силу гидродинамических особенностей позади него образуется так называемая мертвая зона, где отсутствуют турбулентные завихрения, а давление воды несколько ниже, чем в окружающем пространстве. Естественно, сюда вовлекаются различные мелкие твердые частицы, взвешенные в толще воды. Следуя в фарватере пузырька, они вместе с пузырьком совершают все путешествие к поверхности. Этот процесс носит название флотации, так что теперь должно быть понятно, что все три названия, приведенные в заглавии статьи – по сути дела синонимы и обозначают одно и то же устройство.
Наконец, пузырьки всплывают, и на поверхности появляется маслянистая пена, которая подталкивается вверх давлением в пенной колонке и в результате переливается в емкость для отходов. Здесь пузырьки лопаются и остается жидкий остаток, который можно слить. Обычно он окрашен в различные оттенки коричневого цвета и имеет неприятный запах. Только когда выливаешь пеносборник, начинаешь реально понимать, сколько всякой дряни находилось в воде аквариума.
Положительная роль пеноотделителя, таким образом, заключается в способности снижать нагрузку на биофильтр, высвобождать кислород, используемый на окисление органики в биофильтре, поддерживать на должном уровне pH и повышать значение окислительно-восстановительного потенциала воды.
Принципиальная схема работы пеноотделителя заключается в следующем. В его камере можно выделить 4 рабочие зоны. Основной является контактная зона, где и происходит образование пены, в эту зону подается воздух и вода из аквариума. Над ней располагается зона транспорта пены в третью зону – собственно пеносборник. И наконец, четвертая зона – зона выхода очищенной воды – может располагаться как сверху, так и снизу пеноотделительной колонки. В контактной зоне нагнетаемая насосом или аэрлифтом аквариумная вода активно смешивается с мельчайшими пузырьками воздуха, очищается и затем либо возвращается обратно в аквариум, либо поступает в систему дальнейшей фильтрации.
Прямоточные и противоточные конструкции
Прямоточная колонка, устанавливаемая внутрь аквариума, представляет собой простейший вариант скиммера. В работу его приводит компрессор, подающий сжатый воздух в контактную камеру через распылитель, который помещается в нижней ее части. Мелкие пузырьки воздуха, поднимаясь вверх, увлекают за собой воду. Вода смешивается с воздухом и образует пену, которая направляется в пеносборник. Очищенная вода выбрасывается из колонки через отверстие в верхней части. Время контакта пузырьков с водой минимальны, поэтому данная конструкция является самой малоэффективной и подходит лишь для небольших и малозаселенных аквариумов.
Противоточная колонка представляет собой усовершенствованный вариант прямоточной конструкции. В ней при помощи системы аэрлифта организовано движение воды навстречу пузырькам, т.е. вода подается в верхнюю часть колонки, а выбрасывается снизу. Снижение скорости встречных потоков увеличивает продолжительность контакта аквариумной воды с пузырьками воздуха, что позволяет гораздо более эффективно осуществлять ее очистку. Существует и более продвинутый вариант пеноотделителей с противотоком. Его располагают уже вне аквариума. Вода здесь подается насосом в верхнюю часть цилиндра и смешивается с восходящим потоком мелких воздушных пузырьков из распылителя.
В описанных выше конструкциях используются распылители, аналогичные тем, что применяются для обычной аэрации и генерирующие пузырьки диаметром около 0,5 мм. Наилучшие пузырьки получаются из деревянных распылителей, которые изготавливают из липы. Они не требуют очень большого давления от компрессора и создают равномерный ток пузырьков в течение всего срока службы, который, однако, не слишком велик – не более 2 месяцев.
Пеноотделители с соплами Вентури
В более сложных и эффективных конструкциях используются устройства, засасывающие воздух под действием потока воды, создаваемого насосом. Срок работы такого генератора пены практически неограничен, и он не нуждается в обслуживании, что по сравнению с распылителями выглядит огромным преимуществом. В этих устройствах используется принцип трубки Вентури, знакомый автомобилистам по карбюратору. В трубке Вентури водный поток направляется через резкое сужение, заканчивающееся очень маленьким отверстием. Сужение в трубке приводит к появлению перепада давлений, и падение давления после сужения вызывает засасывание атмосферного воздуха через специальное отверстие в боковой стенке трубки. Формируется очень мелкая смесь воздуха и воды, которая подается в нижнюю часть пеноотделительной колонки. Для того, чтобы эта система начала работать, вода в нее должна подаваться под высоким давлением с помощью мощного насоса.
В заключение – несколько общих замечаний. Пеноотделительная колонка должна включатся сразу после запуска аквариума, в противном случае есть риск накопить в течение нескольких недель большое количество органических соединений, избавиться от которых в дальнейшем будет не так просто. Первым заметным признаком ухудшения качества воды является появление одноклеточных водорослей.
Следует иметь в виду, что помимо вредных продуктов обмена пеноотделительные колонки извлекают из воды массу полезных веществ, таких как необходимые кораллам аминокислоты, витамины и микроэлементы. Работа скиммера также существенно снижает эффективность применения некоторых лекарственных препаратов, поскольку входящие в их состав поверхностно-активные вещества легко удаляются. Поэтому в случае применения медикаментов пеноотделитель рекомендуется отключать на 12 часов после внесения каждой лечебной дозы.
Вместе с пеной из аквариума удаляется концентрированный раствор соли, тем самым снижается общий уровень солености. Неконтролируемый долив пресной воды взамен испарившейся может привести к существенному распреснению системы. Во избежание этого необходимо регулярно измерять плотность воды в аквариуме с помощью ареометра и добавлять по необходимости свежеприготовленную морскую воду.
Узнать ассортимент пеноотделителей и ознакомится с их техническими характеристиками можно по нашим телефонам.
Обслуживание прибора
Обслуживание пенника не имеет особых сложностей. С ним справится и профессионал, и начинающий аквариумист. Качественный аппарат требует минимум внимания. Уход заключается в регулярной чистке, замене распылительного элемента, прочистке и промывке устройства для сбора пены. Частота проведения процедуры зависит от количества водных обитателей. Чем их больше, тем концентрация отходов их жизнедеятельности выше, и чистить прибор нужно чаще.
Необходимо постоянно следить за скоростью наполнения пеносборника. От этого зависит качество очистки воды. Если он наполняется быстро, необходимо провести не только чистку прибора, но и воды. Ее следует частично заменить.
Скиммер – устройство, предназначенное для очистки соленой воды. Он удаляет из жидкости фосфаты, белки и грязь. Работает за счет естественного окисления. Аппарат можно приобрести в специализированном магазине или изготовить своими руками. Если Вам понравилась статья или есть, что добавить, оставляйте свои комментарии.